• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.5-14
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• 2024

철근 콘크리트 교량 바닥판은 차량 하중과 우수침투 등으로 가장 먼저 손상이 발생하며 제설염화물 등으로 인한 철근 및 기타 금속 부재가 부식되면서 콘크리트 열화가 주로 발생한다. 교량 바닥판의 시공 상태 및 포장 내부 바닥판의 열화는 지표투과레이더(ground-penetrating radar, GPR) 탐사 자료를 이용하여 평가하고 있다. 교량의 콘크리트 열화 상태를 평가하기 위해서는 철근의 위치 및 열화 지점을 정확하게 파악하기 위한 GPR 자료 해석 기술 개발이 필요하다. GPR 탐사에서는 지반 매질의 레이더파 전파 속도 차이에 의한 반사 및 회절파 신호를 취득한다. 그러므로 이 연구에서는 GPR 탐사 자료를 이용해서 지반 매질의 레이더파 전파 속도를 추정하고 교량 바닥판의 열화를 평가하기 위한 완전파형역산(full-waveform inversion, FWI) 기술을 개발하였다. 개발된 FWI 기술의 적용성은 콘크리트 박리 및 철근 부식과 같은 교량 바닥판 열화현상을 보여주는 GPR 속도 모델을 만들어서 수치 실험을 수행하여 검증하였다. 합성 GPR 자료로 역산한 결과 교량 바닥판의 철근 위치와 열화 지점을 역산으로 계산된 속도 영상으로 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1271-1274
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• 2006

지하레이다(Ground Penetrating Radar, GPR)를 이용하여 지표하의 상수관로를 지표에서 송신안테나와 수신안테나를 이용해서 손쉽게 측정하게 된다. 송신안테나는 지표하에 전자기파를 송신하고 지하 매질을 투과한 파가 수신안테나에 도달하는 시간을 측정하여 지표하 매질의 특성을 파악할 수 있다. 수신파의 도달시간은 지표하 매질의 특성에 따라서 변화하며, 이를 통해 지표하 매질과 매질 깊이 등을 파악할 수 있다. 일반적으로 상수관로를 매설할 경우 관로 주변의 토양은 균등하게 되므로 기 매설된 상수관로 주변에 누수가 발생하게 되면, 관로 주변의 토양은 포화상태이거나 수압으로 인해서 공동이 형성될 경우가 많다. 이때 반사에너지의 유전율 증가 혹은 감소 특성으로 인해서 주변 매질과는 매우 상이한 결과를 보이게 된다. GPR탐사는 단순히 반사된 신호진폭의 크기를 나타내며 이러한 반사에너지의 크기에 관계되는 것은 매설물의 유전율이 주위 지반이 갖는 유전율과의 차이에서 기인하기 때문이다. 탐사 대상 상수관로에 대한 정보를 확보하여 GPR 탐사를 수행한 결과 관로 탐사를 위한 GPR의 결과는 매우 유용하게 사용될 것으로 판단되며, 이를 바탕으로 누수 발생 이력이 있는 다양한 관로주변 조건을 대상으로 탐사를 실시할 경우 상수관망시스템의 효율적인 관리 및 보수에 매우 유용한 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.893-899
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• 2003

본 연구에서는 하상이 단단한 지질구조로 이루어진 하상조건에서의 실제적인 세굴현상을 파악하기 위해 실시간 교량세굴 모니터링 시스템을 설치하여 홍수시의 세굴심을 측정하였다. 또한, 홍수 전$\cdot$후의 지반구조를 측정할 수 있는 GPR(Ground Penetrating Radar)탐사를 통하여 홍수로 인한 세굴가능성을 면밀히 파악하였다. 이와 같은 연구과정을 통해 지질구조에 따른 세굴심 산정공식의 적용성 여부를 판단하였고 하상특성과 흐름특성이 동시에 고려된 실제적인 세굴의 영향을 평가하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 공동학술대회 논문집
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• pp.151-154
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• 2005

전 지구적 환경 모니터링을 위한 빙하 시추의 예비 탐사로서 남극 리빙스톤섬에서 GPR (Ground Penetrating Radar) 탐사를 실시하였다. 탐사지역은 세종기지가 위치한 킹죠지섬으로부터 남서쪽으로 80 km 위치한 곳으로 해발 340 m의 Mt. Charra 부근에 위치한다. 총 5개의 측선을 탐사했으며 3개의 반사법과 2개의 CMP (Common Midpoint) 방법을 실시하였다. 탐사결과 연구지역에서 빙하층은 전자기파의 속도와 반사단면의 특징으로 3개로 나누었다. 빙하의 두께는 $80{\~}110\;m$에 이르는 것으로 추정되고 층에 따라 빙하 내부에 다량의 물과 화산재를 포함하고 있는 것으로 해석된다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권7호
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• pp.1-8
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• 1999

3차원 분산 유한차분 시간영역 법을 이용하여 지하 침투 레이더에 대한 완전한 전자기적인 모의계산을 구현하였다. 제시된 모의계산 모델에는 공진기를 배후에 두고 있는 저항으로 중단된 bow-tie 안테나가 포함되어 있다. 그리고 수신안테나의 응답을 계산하기 위하여 안테나의 입력 임피던스와 급전선의 특성 임피던스로 구성된 등가회로를 사용하였다. 자체 제작한 bow-tie 안테나가 포함된 GPR 시스템을 사용한 실제 측정은 PVC 탱크에 담겨진 마른 모래 위에서 수행되었다. FDTD 모의계산 결과가 실제 측정자료와 거의 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.265-270
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• 2006

지중 레이다 탐사에서 고주파수 전자파의 전파 현상은 복잡하다. 전자파 전파에 현상을 지배하는 물리적인 과정에 대한 이해를 향상시키기 위해서, 본 논문에서는 원통좌표계 맥스웰 방정식의 시간영역 유한차분법을 소개한다. 이 접근법은 시추공 지중 레이다탐사와 관련된 전자 파동장의 전파형을 모델화할 수 있다. 이 알고리듬은 완전정합층(PML)을 통한 흡수경계, 주파수 의존성 매질, 그리고 유한 길이 송신 안테나에서 쉽게 이행될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1173-1177
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• 2004

현재 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 지하투과레이더(Ground Penetrating Radar, GPR)를 이용하여 지하수면 및 함수량을 추정하였다. 비피압대수층 내에서의 얕은 포화대(saturated zone) 깊이을 산정하는 연구(livari and Doolittle, 1994, van Overmeeren, 1994)와 포화대 상부 습윤대(wetting fronts)의 거동를 조사한 연구(Vellidis et al, 1990) 등에 활용된 바 있는 GPR 기숙을 바탕으로 비피압대수층의 통기대와 포화대 내의 함수량 및 지하수면 추정을 위한 기초 실험을 수행하였다. 지하수면 및 함수량의 현장 적용성을 검증하기 위해서는 시간과 경제적인 면에서 비효율적인 점을 고려하여 사질토로 구성된 실험용 토조를 제작하여 건조시 획득된 GPR 자료, 지하수면의 변화에 따른 GPR 이미지를 비교하여 그 적용성을 검토하고 시${\cdot}$공간적 지하수면의 정확한 추정을 위해서 삼차원으로 비교${\cdot}$검토할 수 있도록 하였으며, GPR 자료의 정확성을 검증하기 위해서 토조 하부에 액주계(piezometer)를 설치하였다. 본 연구에서 적용된 GPR 실험은 획득된 이미지의 해석에 다소 어려움이 있지만 토양을 교란시키지 않고 비교적 간편하게 함수랑 및 지하수면의 위치를 파악하는데 매우 효과적이며, 추가적으로 GPR을 이용한 다양한 실험이 수행된다면 GPR 기술은 향후 기존 방법에서 쉽게 판단하기 어려운 시${\cdot}$공간적인 함수량 및 지하수의 분포 특성을 효율적으로 파악하는데 매우 큰 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.61-66
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• 2017

지표투과레이다 탐사에 있어서 지하매질의 전기적 특성 파악은 매우 중요하다. 지하매질의 전기적 특성에 따라 전자기파의 에너지가 상대적으로 작아져 경계면으로부터 반사가 어려워 질수 있다. 이 연구에서는 다양한(느슨하고 조립한) 조건의 모래지반에 대한 전기적 특성을 분석 한 결과, 마른모래에서는 상대밀도가 증가할수록 유전상수는 증가하였으며, 모래의 함수율이 증가할수록 유전상수와 전기전도도의 값은 증가 하였다.

• 지구물리
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• 제8권2호
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• pp.63-66
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• 2005

전 지구적 환경 모니터링을 위한 빙하 시추의 예비 탐사로서 남극 리빙스톤섬에서 GPR (Ground Penetrating Radar) 탐사를 실시하였다. 탐사지역은 세종기지가 위치한 킹죠지섬으로부터 남서쪽으로 80 km 위치한 곳으로 해발 340 m의 Mt. Charra 부근에 위치한다. 총 5개의 측선을 탐사했으며 3개의 반사법과 2개의 CMP(Common Midpoint) 방법을 실시하였다. 탐사결과 연구지역에서 빙하층은 전자기파의 속도와 반사단면의 특징으로 3개로 나누었다. 빙하의 두께는 80∼110 m에 이르는 것으로 추정되고 층에 따라 빙하 내부에 다량의 물과 화산재를 포함하고 있는 것으로 해석된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.163-170
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• 2005

궤도상부(레일, 체결구, 침목)를 완전하게 잘 지지하기 위해서는 궤도하부(도상, 노반)가 충분한 강도를 가지고 균질한 강성을 가져야 한다. 궤도의 수직지지강성은 궤도하부의 상태(세립분 함량, 함수비)에 크게 영향을 받는다. 따라서 궤도의 수직지지강성을 평가하기 위하여 궤도하부의 상태를 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 궤도하부의 상태를 진단할 수 있는 GPR/PBS/LFWD로 구성된 궤도기초상태평가법을 제안하였다. 제안된 궤도기초 상태평가법의 적용성을 평가하기 위하여 실내 실험 및 현장시험을 수행하였다.